開發用于可充電水系鋅離子電池 (AZIB) 中優異電化學性能的金屬離子嵌入活性材料仍然是個挑戰,這是因為晶格框架的結構不穩定性和內在靜電排斥導致的結構破壞和低倍率性能。
針對這些問題,鄭州大學付永柱教授、郭瑋副教授等人報道了一種釔釩氧化物-聚(3,4-亞乙基二氧噻吩)(PEDOT@YVO)復合材料,用作AZIBs的穩定正極。
PEDOT是一種聚合物模板劑,通過EDOT單體的水熱氧化聚合,插入YVO樣品中改善了YVO正極的晶體結構。單體的插入鏈 (PEDOT) 不僅提供了 PEDOT@YVO復合材料的改進的層狀結構或明確的面間距,而且還賦予了離散的導電層。
圖1. PEDOT@YVO和YVO樣品的結構改性和物理化學表征
因此,PEDOT@YVO復合電極在0.2 C下比純 YVO(125.5 mAh g-1) 表現出有效的導電性和更高的初始比容量(308.5 mAh g-1)。
它還具有4000次循環的長期穩定充放電循環性能,1C下的容量保持率為79.2%,優于YVO(29.4 mAh g-1)。復合材料的氧空位和改善的導電性是增強電化學性能的原因。這項工作揭示了構建獨特電極以增強AZIBs電化學性能的另一種途徑。
圖2. PEDOT@YVO和YVO正極的恒電流循環性能
Yttrium Vanadium Oxide-Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Composite Cathode Material for Aqueous Zinc-Ion Batteries, Small Methods 2021. DOI: 10.1002/smtd.202100544
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